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¿Qué significa que un conjunto tenga "estructura"?

Entiendo que un conjunto es como una lista de cosas, excepto que el orden no importa y que no puede haber duplicados en un conjunto. Por ejemplo: $\{3, 1, 4, 2\}$ es el mismo conjunto como $\{1, 2, 3, 4\}$ y que $\{2, 3, 2, 2, 3\}$ no tiene sentido como conjunto porque tiene elementos que aparecen más de una vez..

También entiendo que las relaciones son conjuntos de pares ordenados, y que las funciones son un subconjunto de las relaciones. Como, me siento cómodo con las matemáticas discretas básicas.

¿Pero qué tiene de "estructurado" un conjunto? Me imagino una catedral de arte ASCII compuesta por llaves, números y comas.

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DanV Puntos 281

La estructura es una información adicional sobre el conjunto. Significa que hay algunas relaciones, constantes y operaciones asociadas a ese conjunto.

Por ejemplo $\Bbb N$ es un conjunto, pero podemos darle una estructura como la adición o el orden, o ambos. Entonces los elementos de $\Bbb N$ puede tener importancia en relación con la estructura. Si añadimos el orden, entonces $0$ es un mínimo; si añadimos la multiplicación entonces $1$ es una unidad; y así sucesivamente.

Es importante recordar que, aunque las sumas y demás son muy naturales para nosotros en $\Bbb N$ también podemos tomar relaciones y operaciones que hacen no tiene sentido para nosotros y será matemáticamente válido hacerlo. Por supuesto, podemos dar estructura a conjuntos extraños, y puede que no tenga mucho sentido al principio, pero sigue siendo algo válido que podemos hacer.

Para poder y utilizar la estructura matemáticamente tenemos un lenguaje que nos permite expresar propiedades deseadas de la estructura, o de sus elementos, o subconjuntos, etc. Este lenguaje contiene símbolos para nuestras constantes, para cualquier relación que necesitemos, así como símbolos de función.

Por ejemplo, si consideramos $\Bbb Z$ con sólo el orden [habitual] de la estructura, entonces bien podríamos hablar de ella en el lenguaje que contiene un único símbolo de relación que interpretaremos como $\leq$ . Si decidimos hablar de $\Bbb Z$ con la suma y la multiplicación también, esta estructura se llama anillo y utilizamos el lenguaje de los anillos que incluye símbolos para $+$ y $\cdot$ (y a veces símbolos para las constantes $0$ y $1$ ).

Es importante señalar que hay una gran diferencia entre el lenguaje y la estructura, pero están unidos. A menudo, cuando trabajamos en matemáticas, suponemos implícitamente que tenemos un lenguaje que contiene los símbolos necesarios y lo interpretamos de tal manera que damos una estructura compatible a un conjunto determinado.

Los fundamentos de esta idea se pueden encontrar en muchos libros de introducción a la lógica (o a la teoría de modelos), donde se estudia el lenguaje y la estructura, también Wikipedia .

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